空间矢量算法的无刷电机启动

Anteater · 发表于 2012-4-14 11:36:46

本帖最后由 Anteater 于 2012-4-14 20:54 编辑

这个平台调了不少时间了，从最开始的设计，画板，做板，然后焊接写程序大约也折腾了半年了吧，
昨天看了一下波形，觉得可以开环启动运行了，因此今天接上电机试了一下，运转的还算平稳，启动也很正常，没有原来用MK程序的时候的剧烈启动了。视频如下

http://v.youku.com/v_show/id_XMzgwODgwNTA4.html

改了一下参数，这个转速大约642 RPM 还算平稳，还没闭环，不知道闭环之后什么样
http://v.youku.com/v_show/id_XMzgwODc1NzMy.html

lijieamd · 发表于 2012-4-14 11:53:47

你好，你所说的开环是不是直接产生一个递增频率的SVPWM给无刷?

Anteater · 发表于 2012-4-14 20:16:08

开环相对闭环说的，指没有反馈控制电流和转速。

photon544 · 发表于 2012-4-15 13:30:40

呵呵，问一下，有相关算法的文档没有啊，方便的话不知能否共享一下，当然，如果不方便，当我没有说，呵呵，先谢谢楼主了

heyangfengyue · 发表于 2012-4-15 19:59:41

我先传一个，抛砖引玉。。。

Anteater · 发表于 2012-4-15 22:05:39

photon544 发表于 2012-4-15 13:30
呵呵，问一下，有相关算法的文档没有啊，方便的话不知能否共享一下，当然，如果不方便，当我没有说，呵呵， ...

基本算法的理解来自看freescale，Atmel，Microchip，和TI的application notes。主要的算法和程序架构来自TI DRV830x开发板的PMSM程序，整个程序文档和源代码可以从control suite中获得http://www.ti.com/tool/controlsuite。
源代码的目标MCU是28035和28069，我用的是F28M35，因此硬件驱动部分做了不少改动。但是总体的程序架构没有改变。从硬件部分上来说，我这个板子的功率变换部分为了适应我自己的应用环境也做了很多的改动，理解原理图也是挺重要的。

从算法上来说，自己的公式推导也是很重要的一个方面，我在DSP版上发过一个帖子，中间部分有SVPWM的推导部分。
http://www.ourdev.cn/forum.php?m ... mp;highlight=f28m35

我也是刚刚入门，菜的很，有什么问题大家一起讨论么，，，

Anteater · 发表于 2012-4-15 22:06:29

heyangfengyue 发表于 2012-4-15 19:59
我先传一个，抛砖引玉。。。

Excellent ！如果看到这个的话，我当时就不用自己费很大力气推导了。。。。

ppa2001 · 发表于 2012-4-15 22:12:11

以前我做电机的时候，论坛有个牛人，无刷电机启动做的很好·很不错·不知道还在不在 ·

Anteater · 发表于 2012-4-15 22:13:19

ppa2001 发表于 2012-4-15 22:12
以前我做电机的时候，论坛有个牛人，无刷电机启动做的很好·很不错·不知道还在不在 · ...

有记得ID么？我去请教一下！

jade1988 · 发表于 2012-4-15 22:36:48

数学得学好啊

Anteater · 发表于 2012-4-15 22:40:19

jade1988 发表于 2012-4-15 22:36
数学得学好啊

谈不上学得好，依葫芦画瓢罢了，还是有些问题没解决的

ppa2001 · 发表于 2012-4-15 22:51:28

Anteater 发表于 2012-4-15 22:13
有记得ID么？我去请教一下！

http://www.ourdev.cn/thread-3497701-1-1.html

Anteater · 发表于 2012-4-15 23:09:02

ppa2001 发表于 2012-4-15 22:51
http://www.ourdev.cn/thread-3497701-1-1.html

ppa2001也是大牛啊，我正好有问题请教：怎么在用M8的方案中实现较大转速范围的60度的延迟换相？

这个帖子我原来看过前面的部分，用的全NMOS，上臂利用PWM波形自举，ms有占空比限制的问题。
但如果用单独的oscillator自举的话就没有PWM占空比的限制了，PWM频率只要不超电流能力就行。
后面的帖子我没看完，还得有点时间才能看完。

对于无感无刷六步换相方式，我觉得最重要的部分就是过零检测和延迟60度换相，过零检测部分的方法很多，我觉得只要能准确测到就行，我当时用的是德国佬的方式（硬件+软件），
反而60度换相这个玩意我一直也没有搞定，不知有什么方式可以实现？

lijunmin1990 · 发表于 2012-4-15 23:48:59

楼主好巧 ,我直接买了个TI的8301板,开环的FOC烧进去居然就能转.

Anteater · 发表于 2012-4-15 23:50:47

lijunmin1990 发表于 2012-4-15 23:48
楼主好巧 ,我直接买了个TI的8301板,开环的FOC烧进去居然就能转.

当然，人家TI在这块板上就是干这个的么，

lijunmin1990 · 发表于 2012-4-15 23:55:49

还行, TI新的无感算法更给力,基于6步法的驱动.InstaSPIN,用AD检测Bemf的算法.很不错

armku · 发表于 2012-4-16 01:13:51

如果方便的话，建议公开资料。

Anteater · 发表于 2012-4-16 02:00:12

lijunmin1990 发表于 2012-4-15 23:55
还行, TI新的无感算法更给力,基于6步法的驱动.InstaSPIN,用AD检测Bemf的算法.很不错 ...

TI 的软硬件方案至少能工作，是不是”更给力“那就不知道了，因为我只仔细分析了这一家的东西

Anteater · 发表于 2012-4-16 02:01:26

armku 发表于 2012-4-16 01:13
如果方便的话，建议公开资料。

TI 的资料已经是公开的了，都是可以免费获得的，全在TI 的网站上，注册就能下载

ppa2001 · 发表于 2012-4-16 21:44:28

Anteater 发表于 2012-4-15 23:09
ppa2001也是大牛啊，我正好有问题请教：怎么在用M8的方案中实现较大转速范围的60度的延迟换相？

这个帖 ...

哎，当初做好，就扔那了，差不多都忘了，当初参考四轴的电机启动代码，一边学DSP，一边搞，所以要求不好，电机转起来就OK了，就记得波形监测那个的滤波电容，不加是最好的，不加的但很容易误触发，要软件滤波，加了电容，换向又会滞后·电容好像试了102.103,104几种，还开了DSP IO硬件滤波·

Anteater · 发表于 2012-4-16 22:08:47

ppa2001 发表于 2012-4-16 21:44
哎，当初做好，就扔那了，差不多都忘了，当初参考四轴的电机启动代码，一边学DSP，一边搞，所以要求不好 ...

你当时做了60度的延迟换相了么？

昨天我还发信问你一个相位的问题呢，结果今天查了一下线路，发现有两条线焊反了，造成了额外的90度相移。。。。。。

Anteater · 发表于 2012-4-16 22:09:14

ppa2001 发表于 2012-4-16 21:44
哎，当初做好，就扔那了，差不多都忘了，当初参考四轴的电机启动代码，一边学DSP，一边搞，所以要求不好 ...

你现在用什么DSP呢？我发现TI DSP的功耗还是挺大的，PWM+ADC+SPI+QEP竟然达到了100多mA！

ppa2001 · 发表于 2012-4-16 22:34:16

Anteater 发表于 2012-4-16 22:08
你当时做了60度的延迟换相了么？

昨天我还发信问你一个相位的问题呢，结果今天查了一下线路，发现有两 ...

当初我做的好像是30°延迟换向吧·用的TMS320F2808
功耗是大，不过大有好处，芯片相对稳定可靠些·就是IO一断路，必烧！

Anteater · 发表于 2012-4-17 00:28:35

ppa2001 发表于 2012-4-16 22:34
当初我做的好像是30°延迟换向吧·用的TMS320F2808
功耗是大，不过大有好处，芯片相对稳定可靠些·就是I ...

是我记错了，应该是30度延迟。

你有记得大约是怎么做到的30度延迟？

40342zz · 发表于 2012-4-17 15:15:10

新手，不知用定时器可否做个大概的相位延迟，请各位大神指教

ppa2001 · 发表于 2012-4-17 18:20:14

Anteater 发表于 2012-4-17 00:28
是我记错了，应该是30度延迟。

你有记得大约是怎么做到的30度延迟？

我想下，应该使用一个定时器来记录，2次换向的时间，然后就可以算出时间了，不过第一次换向，应该是主动给的时间，没发计算
~

Anteater · 发表于 2012-4-17 23:43:08

ppa2001 发表于 2012-4-17 18:20
我想下，应该使用一个定时器来记录，2次换向的时间，然后就可以算出时间了，不过第一次换向，应该是主动 ...

需要PID控制延迟时间么？我觉得如果在中间过程中的转速有很大幅度变化的话，直接取上面两次的中值有点不对吧

ppa2001 · 发表于 2012-4-18 21:45:54

Anteater 发表于 2012-4-17 23:43
需要PID控制延迟时间么？我觉得如果在中间过程中的转速有很大幅度变化的话，直接取上面两次的中值有点不 ...

我做的时候，这个换向没有用PID控制，即使转速有变化，中断的时间也会变化，事实上转速变化是你换向后才开始，在你没换向前，变化不大·
记得原来好像是KK电调板，根本是直接换向，没有延迟·也转的很平稳，用了激光测测速仪测过·

我们最后的PID，用来改变PWM值来改变参数，发现效果还不错·。可以锁定转速·

hpjywd · 发表于 2012-4-20 14:51:32

ppa2001 发表于 2012-4-15 22:12
以前我做电机的时候，论坛有个牛人，无刷电机启动做的很好·很不错·不知道还在不在 · ...

你说的是海绵宝宝...

现在他都做车用的了

yennahai · 发表于 2012-5-2 15:48:00

谢谢好好东西，不错的东西，现在正在弄这个，学习了。

banjiaoshi · 发表于 2012-5-10 22:30:51

请问lz，你是怎么确定换相时间的？

Anteater · 发表于 2012-5-11 04:38:34

banjiaoshi 发表于 2012-5-10 22:30
请问lz，你是怎么确定换相时间的？

开环，

banjiaoshi · 发表于 2012-5-11 22:24:53

Anteater 发表于 2012-5-11 04:38
开环，

我知道你是开环，我想问的是，你换相的时候是依据什么算法，或者原理来确定换相时间的，或者你能否讲一下你的启动设置，怎样才不致于失步啊，等情况，谢谢

Anteater · 发表于 2012-5-11 23:36:46

banjiaoshi 发表于 2012-5-11 22:24
我知道你是开环，我想问的是，你换相的时候是依据什么算法，或者原理来确定换相时间的，或者你能否讲一下 ...

这个不是六步换相，开环的情况下实际上不需要知道转子位置，
闭环的情况下需要通过电机模型连续估计转子位置来计算pwm的占空比

banjiaoshi · 发表于 2012-5-11 23:44:53

Anteater 发表于 2012-5-11 23:36
这个不是六步换相，开环的情况下实际上不需要知道转子位置，
闭环的情况下需要通过电机模型连续估计转子 ...

就算使用矢量算法，也还是需要解决失步的问题吧，不然，如果我电机突然之间增加了大负载，你怎么能保证不会失步呢？

sibtck · 发表于 2012-5-12 00:22:14

不错.期等大作.

sz_works · 发表于 2012-5-15 17:45:39

留爪。。。。。。。。。。。。。。。。。。。

Anteater · 发表于 2012-5-17 11:44:46

banjiaoshi 发表于 2012-5-11 23:44
就算使用矢量算法，也还是需要解决失步的问题吧，不然，如果我电机突然之间增加了大负载，你怎么能保证不 ...

我还没做完呢，卡在ADC噪声太大上了，然后我的感光板用光了。。。。等下个月这个时间应该就差不多了

banjiaoshi · 发表于 2012-5-19 12:07:46

Anteater 发表于 2012-5-17 11:44
我还没做完呢，卡在ADC噪声太大上了，然后我的感光板用光了。。。。等下个月这个时间应该就差不多了 ...

我想知道你用开环控制的时候怎么事先知道电机的各项参数的，不然怎么能有这么好的启动性能

Anteater · 发表于 2012-5-20 09:55:38

banjiaoshi 发表于 2012-5-19 12:07
我想知道你用开环控制的时候怎么事先知道电机的各项参数的，不然怎么能有这么好的启动性能 ...

如果看看开环驱动的原理的话，实际上参数只有电流，可以说这个参数和电机相关，但也可以说完全不相关。

banjiaoshi · 发表于 2012-5-20 21:28:15

Anteater 发表于 2012-5-20 09:55
如果看看开环驱动的原理的话，实际上参数只有电流，可以说这个参数和电机相关，但也可以说完全不相关。 ...

呵呵，哥，你就别绕弯了，直接问，你怎么确定你的电机启动加速曲线的？

idle · 发表于 2012-5-20 22:10:59

占位备用

Anteater · 发表于 2012-5-21 06:19:49

banjiaoshi 发表于 2012-5-20 21:28
呵呵，哥，你就别绕弯了，直接问，你怎么确定你的电机启动加速曲线的？ ...

哦，原来问的是这个啊，

实际上这段控制加速的程序是照抄TI的例子的，基本上转速是一个线性增加的过程，当然了，这个斜率和负载或者和驱动电流相关。

我没有调这个斜率，只是调了调电流而已，因此谈不上电机启动加速曲线。。。 sorry，让你是失望了。。。

Anteater · 发表于 2012-5-21 06:41:01

最近的进展：

前段时间发现两相电流之间相差不对，造成park变换之后为一个正弦信号。折腾半天发现是硬件问题，因此花了一个小时又做了一块板，n小时候焊完发现还是无法电流闭环，但是相位貌似对了。

N天的痛苦寻觅之后发现由于比较懒惰，设计电路的时候少加了很多滤波元件，造成电流放大器和ADC噪声过大，PID 罢工。重新设计电路，买器件，画板，本来以为很容易能做出来，结果折腾了1周，用掉了无数的感光板之后终于用感光干膜做出来8mil/8mil的板子。明天钻个孔焊上片子看看能不能解决问题。

agnd · 发表于 2012-5-21 07:52:22

大虾，我想自己做个无刷电调，不但能控制电机速度，还能在减速到0后开始反转加速，这用现在经典无传感器电调的硬件能实现吗？

Anteater · 发表于 2012-5-21 11:29:02

agnd 发表于 2012-5-21 07:52
大虾，我想自己做个无刷电调，不但能控制电机速度，还能在减速到0后开始反转加速，这用现在经典无传感器电 ...

这个明显不是给航模用的，其他用处还是有传感器性能更好

hongshao · 发表于 2012-5-22 15:53:19

mark~~~~~~~~~~~~~~

banjiaoshi · 发表于 2012-5-22 21:46:12

Anteater 发表于 2012-5-21 06:19
哦，原来问的是这个啊，

实际上这段控制加速的程序是照抄TI的例子的，基本上转速是一个线性增加的过程， ...

呵呵，哥们，你是把这个当做同步电机来控制了啊~牛~

Anteater · 发表于 2012-5-22 22:25:49

banjiaoshi 发表于 2012-5-22 21:46
呵呵，哥们，你是把这个当做同步电机来控制了啊~牛~

这根本就是永磁同步电机么。。。当然了，低成本版本的

Anteater · 发表于 2012-5-22 22:30:58

Anteater 发表于 2012-5-21 06:41
最近的进展：

前段时间发现两相电流之间相差不对，造成park变换之后为一个正弦信号。折腾半天发现是硬件问 ...

新版本的板子焊上芯片之后，

背面

用8mil/8mil画的板子的确比较省地方，多了好几十的元件，整个面积还是比旧版的小

Anteater · 发表于 2012-5-24 09:32:28

小元件一个一个的焊太麻烦了，下次整个烤箱来试试reflow

wolflsh · 发表于 2012-5-27 07:59:46

不仔细看，还以为那核心板是打板出来的。佩服楼主做板的水平！

簡丶灬讠己 · 发表于 2012-5-31 21:53:45

后续如何啊？期待啊。。。

苦行僧 · 发表于 2012-6-12 13:08:41

你好，看了帖子，你说开环不用知道转子位置？？？这点很不明白
之前按照KK的方案做过一个，就是等待过零点，然后换相，启动的拖动三部曲的那种
可是看了你做的，看了那么多回复，不明白大侠是怎么启动的
能说说吗，最近想确定一下方案，然后开始画板了，谢谢！！！

害人虫 · 发表于 2012-6-12 17:55:25

Anteater 发表于 2012-5-24 09:32
小元件一个一个的焊太麻烦了，下次整个烤箱来试试reflow

兄台你好1 我无刷电调用的IR2132驱动+NMOS 不知道怎么的 IR2132的高桥自举那总是坏，出现1路高臂不能自举，另外2路正常，找不到原因坏了就去买 2 我开环启动按照MK的思路延时ms 换相电机莫名奇妙不转电机的轴来回摆动，以前写的程序倒是能转但是反电势不是梯形波不知道兄台有什么看法

Anteater · 发表于 2012-6-14 01:42:33

苦行僧发表于 2012-6-12 13:08
你好，看了帖子，你说开环不用知道转子位置？？？这点很不明白
之前按照KK的方案做过一个，就是等待过零点 ...

我相信任何无刷启动都不需要知道转子位置，

Anteater · 发表于 2012-6-14 01:44:09

害人虫发表于 2012-6-12 17:55
兄台你好1 我无刷电调用的IR2132驱动+NMOS 不知道怎么的 IR2132的高桥自举那总是坏，出现1路高臂 ...

你好，自举不是自己搭的，用的是三相桥驱动芯片。。。

苦行僧 · 发表于 2012-6-14 06:56:05

Anteater 发表于 2012-6-14 01:42
我相信任何无刷启动都不需要知道转子位置，

你睡的好晚啊

想想是这样的，拖动三部曲也是不知道转子位置的，那如果检测过零点，然后换相，是不是就是闭环了？
还有一个问题想请教大侠，最近想做板，你看看我这个分压和3.3V供电的比较器能不能工作，谢谢

Anteater · 发表于 2012-6-16 23:37:59

这个东西调了一段时间，又放了一段时间，终于决定由于BLDC的BEMF不是那么的正弦，并且由于廉价电机的制造公差问题，电机之间的差异有点大，造成坐标变换之后波形抖动到了PID无法正常工作的地步而放弃。 BLDC最好的方式还是寻找过零点，无论BEMF是什么形状的，都一定有过零点。这样兼容性不会有问题。

为做这个东西学了不少，虽然没最后成功，但是DSP知道怎么用了，板子制作工艺熟了，下面做其他的东西能方便一点。

此贴结束，再次纪念一下挠头找解决方案的日子。

zhengfengran · 发表于 2012-6-29 20:12:47

Anteater 发表于 2012-6-16 23:37
这个东西调了一段时间，又放了一段时间，终于决定由于BLDC的BEMF不是那么的正弦，并且由于廉价电机的制造公 ...

这个无刷无感电机，最难的就是怎么启动，国外有很多办法，没有一种是完美的！

前段时间拆了一块硬盘，观察电机启动状态，连续启动几十次，每次都是完美启动，真心佩服人家的启动算法！也许就是和楼主一样的空间矢量算法，不过对这个算法还是不太明白，

kexiao · 发表于 2012-6-30 11:01:33

无刷电机启动

136420962 · 发表于 2012-7-25 10:55:01

Anteater 发表于 2012-6-16 23:37
这个东西调了一段时间，又放了一段时间，终于决定由于BLDC的BEMF不是那么的正弦，并且由于廉价电机的制造公 ...

BLDC根据反电动势也有方波跟正玄波之分,,你调试的那个不是永磁同步的吧!!!!

ctl3432 · 发表于 2012-7-26 02:33:36

如果是pmsm, 的EMF 就不是正弦,接近梯形

Jacobseu · 发表于 2012-7-26 09:40:55

TI提供的SVPWM算法如何应用到F28M35h52c1上？楼主有没有一个可以开放一下的程序模板，方便的话发我邮箱吧，1265060138@qq.com 谢谢了~ 最近我也在用F28M35h52c1做电机控制方面的东西。

289125361 · 发表于 2012-7-26 09:46:35

以前论坛有个牛人，无刷电机启动做的很好，不知道还在不在

136420962 · 发表于 2012-7-27 14:40:32

想知道楼主是如何开环控制的?

Anteater · 发表于 2012-8-2 12:57:14

Jacobseu 发表于 2012-7-26 09:40
TI提供的SVPWM算法如何应用到F28M35h52c1上？楼主有没有一个可以开放一下的程序模板，方便的话发我邮箱吧， ...

这个真的没有的。。。

Anteater · 发表于 2012-8-2 13:01:00

苦行僧发表于 2012-6-14 06:56
你睡的好晚啊
想想是这样的，拖动三部曲也是不知道转子位置的，那如果检测过零点，然后换相，是 ...

在这个帖子中的算法是不用比较器的，直接从电流算转子位置，并且从根本上没有像六步换相的那种意义上的“换相”。

电路设计的性能么，spice那么强大的工具就是干这个的

Anteater · 发表于 2012-8-2 13:02:11

136420962 发表于 2012-7-25 10:55
BLDC根据反电动势也有方波跟正玄波之分,,你调试的那个不是永磁同步的吧!!!! ...

犀利啊，问题就是这个，PMSM实在有点贵，我用20块的xxd调的。。。。。杯具在所难免

Anteater · 发表于 2012-8-2 13:03:30

136420962 发表于 2012-7-27 14:40
想知道楼主是如何开环控制的?

开环没有控制，闭环才谈得上控制，

3.3v · 发表于 2012-8-9 12:41:03

感觉不错喔，开环你是怎么检测速度的？

banjiaoshi · 发表于 2012-10-14 23:10:21

Anteater 发表于 2012-6-16 23:37
这个东西调了一段时间，又放了一段时间，终于决定由于BLDC的BEMF不是那么的正弦，并且由于廉价电机的制造公 ...

兄台，可否说说三相电压矢量和磁链矢量在空间上呈现何种运动状态？

Anteater · 发表于 2012-10-19 05:03:52

banjiaoshi 发表于 2012-10-14 23:10
兄台，可否说说三相电压矢量和磁链矢量在空间上呈现何种运动状态？

在这个行当上我不算科班出身，因此磁链矢量是个什么概念不是特清楚。
这么说吧，从最基本的物理道理来说，电流垂直磁通矢量的话力矩最大，这个算法最根本的想法就是要保持电流矢量和转子的磁通适量垂直，剩下的全是为了这个目的服务的

lxliang09 · 发表于 2012-10-21 18:38:02

mark

zhyscout · 发表于 2012-10-23 23:20:30

ppa2001 发表于 2012-4-15 22:12
以前我做电机的时候，论坛有个牛人，无刷电机启动做的很好·很不错·不知道还在不在 · ...

你说的是大蒜头吧！哈哈！猫好可爱，呵呵！

wickedseason · 发表于 2012-12-1 23:32:06

标记上先，有空研究研究

kakarotto · 发表于 2012-12-1 23:46:49

好东西，学习了

BRUCE$GAN · 发表于 2012-12-2 22:25:57

LZ 闭环上了么？我目前也只是开环加速这两部，闭环不上，，我主要是让硬件自动刷新ADC 的缓存值，用的时候判断，定时进入判断AD 值。判断条件满足换相。开环加速都很好的，AD介入后就就换不了相了，也有可能是换相不准确。反正就是电机加速转了一下然后就停住了，在抖

ibichao · 发表于 2013-12-17 21:24:04

留下脚印先。。。

yhybear0 · 发表于 2013-12-17 23:28:54

留着慢慢看

jamesdeep · 发表于 2015-10-31 16:21:49

Anteater 发表于 2012-6-16 23:37
这个东西调了一段时间，又放了一段时间，终于决定由于BLDC的BEMF不是那么的正弦，并且由于廉价电机的制造公 ...

不那么正弦并不影响FOC的正常工作，是你的滤波算法没搞好

hanshiruo · 发表于 2015-10-31 21:11:13

标记一下

hanshiruo · 发表于 2015-10-31 21:23:11

几号

jinzhen107 · 发表于 2021-4-1 12:06:40

请问下，这个驱动三相交流异步电机是一样吗？

空间矢量算法的无刷电机启动

阿莫论坛20周年了！感谢大家的支持与爱护！！

本帖子中包含更多资源

本帖子中包含更多资源

本帖子中包含更多资源

本帖子中包含更多资源